JPWO2010032420A1

JPWO2010032420A1 - 空気調和機の室外機

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Publication number: JPWO2010032420A1
Application number: JP2010529616A
Authority: JP
Inventors: 真博若嶋; 浅田　聡; 聡浅田
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 2008-09-17
Filing date: 2009-09-14
Publication date: 2012-02-02
Anticipated expiration: 2029-09-14
Also published as: AU2009294118A1; US20110185763A1; EP2339251A1; CN102159899A; KR20110053479A; CN102159899B; JP5408137B2; AU2009294118B2; WO2010032420A1; EP2339251A4

Abstract

冷媒加熱装置の安定した取付けを可能にし、組立性の向上が可能な空気調和機の室外機を提供する。空気調和機の室外機（２）は、圧縮機（２１）と、冷媒の気液分離用のアキュームレータ（２５）と、冷媒加熱装置（３０）とを備えている。アキュームレータ（２５）は、圧縮機（２１）の吸入側に接続されている。冷媒加熱装置（３０）は、アキュームレータ（２５）の吸入側に接続され、冷媒を加熱する。冷媒加熱装置（３０）は、アキュームレータ（２５）の上方に配置されている。

Description

本発明は、空気調和機の室外機に関する。

従来より、冷媒回路中の冷媒を加熱するために種々の冷媒加熱装置があるが、誘導加熱ヒータ（以下、ＩＨヒータという）は、誘導加熱を利用して冷媒を迅速に加熱できる点で便利である。
このような冷媒加熱用のＩＨヒータは、特許文献１（特開２００１―１７４０５４号公報）記載のＩＨヒータのように、冷媒が流れる配管または配管内外の磁性体を誘導加熱コイルによって励磁することにより、誘導加熱を生じさせ、これにより、配管中の冷媒を加熱することが可能である。
特許文献１記載のＩＨヒータは、デフロスト運転の際の冷媒加熱手段または暖房補助ヒータとして用いるために、例えば、膨張弁の近傍に取り付けられている。

ここで、ＩＨヒータ等の冷媒加熱装置は、比較的重い部品であるので、室外機の組立作業において、室外機内部にＩＨヒータを組み込む作業が困難であるとともに、取付安定性の向上が難しいという問題がある。
本発明の課題は、冷媒加熱装置の安定した取付けを可能にし、組立性の向上が可能な空気調和機の室外機を提供することにある。

第１発明の空気調和機の室外機は、冷媒容器と、冷媒加熱装置とを備えている。冷媒容器は、冷媒回路を流れる冷媒を溜めることが可能な容器である。冷媒加熱装置は、冷媒回路を流れる冷媒を加熱する。冷媒加熱装置は、冷媒容器の上方に配置されている。
ここでは、冷媒回路を流れる冷媒を加熱する冷媒加熱装置が冷媒容器の上方に配置されているので、冷媒加熱装置の安定した取付けを可能にし、室外機の組立性の向上が可能である。

第２発明の空気調和機の室外機は、第１発明の空気調和機の室外機であって、圧縮機をさらに備えている。圧縮機は、冷媒回路を流れる冷媒を圧縮する。冷媒容器は、圧縮機の吸入側に接続された冷媒の気液分離用のアキュームレータである。冷媒加熱装置は、アキュームレータの吸入側に接続される。
ここでは、冷媒加熱装置が、アキュームレータの吸入側に接続され、かつ、アキュームレータの上方に配置されているので、アキュームレータの上方において冷媒加熱装置の安定した取付けを可能にし、室外機の組立性の向上が可能である。

第３発明の空気調和機の室外機は、第２発明の室外機であって、冷媒加熱装置とアキュームレータとの間の距離は、冷媒加熱装置とアキュームレータとの間を接続する配管のろう付けが可能な距離である。
ここでは、冷媒加熱装置とアキュームレータとの間の距離が冷媒加熱装置とアキュームレータとの間を接続する配管のろう付けが可能な距離であるので、ろう付けを容易かつ確実に行うことが可能であり、室外機の組立性がさらに向上する。

第４発明の空気調和機の室外機は、第２発明の室外機であって、アキューム管と、切換手段とをさらに備えている。アキューム管は、冷媒加熱装置をアキュームレータに接続する配管である。切換手段は、冷媒回路の内部の冷媒の流れを切り換える。冷媒加熱装置と、アキューム管と、切換手段とが一体化されたアセンブリを構成している。一体化されたアセンブリは、アキュームレータにろう付けされている。

ここでは、冷媒加熱装置とアキューム管と切換手段とが一体化されたアセンブリを構成しており、一体化されたアセンブリがアキュームレータにろう付けされているので、一体化されたアセンブリを容易かつ確実に室外機に組み込むことが可能になり、室外機の組立性が大幅に向上する。

第５発明の空気調和機の室外機は、第２発明の室外機であって、一体化されたアセンブリは、その一端がアキュームレータにろう付けされるとともに、その他端が冷媒回路を構成する他の配管にろう付けされることにより、室外機の内部に固定されている。
ここでは、一体化されたアセンブリが、２ヶ所のろう付けのみで冷媒回路を構成する配管に固定されており、他の配管や固定物等には支持されていない支持構造になっている。このため、冷媒加熱装置をアキュームレータの上方に配置することで、冷媒加熱装置の重量をアキュームレータに加重をかけることで安定して配置することが可能である。

第６発明の空気調和機の室外機は、第１発明の室外機であって、冷媒回路を流れる冷媒と室外の空気との間で熱交換を行う室外熱交換器をさらに備えている。冷媒容器は、室外熱交換器と冷媒回路に接続される室内熱交換器との間に接続された、冷媒の気液分離用のレシーバである。
ここでは、室外熱交換器と冷媒回路に接続される室内熱交換器との間に接続された冷媒の気液分離用のレシーバであり、冷媒加熱装置がレシーバの上方に配置されているので、レシーバの上方において冷媒加熱装置の安定した取付けを可能にし、室外機の組立性の向上が可能である。

第１発明によれば、冷媒加熱装置の安定した取付けを可能にし、室外機の組立性が大幅に向上する。
第２発明によれば、アキュームレータの上方において冷媒加熱装置の安定した取付けを可能にし、室外機の組立性が大幅に向上する。
第３発明によれば、ろう付けを容易かつ確実に行うことが可能であり、室外機の組立性がさらに向上する。
第４発明によれば、一体化されたアセンブリを容易かつ確実に室外機に組み込むことが可能になり、室外機の組立性が大幅に向上する。
第５発明によれば、冷媒加熱装置をアキュームレータの上方に配置することで、冷媒加熱装置の重量をアキュームレータに加重をかけることで安定して配置することができる。
第６発明によれば、レシーバの上方において冷媒加熱装置の安定した取付けを可能にし、室外機の組立性が大幅に向上する。

本発明の第１実施形態に係わるＩＨヒータアセンブリが取り付けられた空気調和機の回路図。図１の室外機の機械室部分の拡大斜視図。図１のＩＨヒータアセンブリの正面図。図１のＩＨヒータアセンブリの断面図。図１のＩＨヒータアセンブリの製造方法における挿入工程を示す断面説明図。図１のＩＨヒータアセンブリの製造方法における拡管工程を示す断面説明図。図１のＩＨヒータアセンブリの製造方法におけるボビン装着工程を示す断面説明図。図１のＩＨヒータアセンブリの配置を示す拡大斜視図。図１のＩＨヒータアセンブリのろう付けを示す断面説明図。本発明の第２実施形態に係わるＩＨヒータアセンブリが取り付けられたヒートポンプ装置の回路図。

つぎに本発明の空気調和機の室外機の実施形態を図面を参照しながら説明する。
〔第１実施形態〕
＜基本構成＞
図１に示される冷媒加熱装置３０（以下、ＩＨヒータアセンブリ３０という）を含む空気調和機１では、図１に示すように、室外機２と室内機４とを液冷媒連絡配管６およびガス冷媒連絡配管７で接続して構成される冷媒回路１１を備えている。冷媒回路１１の各冷媒配管は、通常、銅によって構成されている。
冷媒回路１１は、図１〜２に示されるように、室外機２内部に、圧縮機２１、四路切換弁２２、室外熱交換器２３、絞り調整可能な電子膨張弁からなる膨張弁２４、ＩＨヒータアセンブリ３０およびアキュームレータ２５等を備えている。また、冷媒回路１１は、室内機４内部には、図１に示されるように、室内熱交換器２６等を備えている。なお、四路切換弁２２は、図１では、暖房運転を行う場合の切換接続状態を示している。

第１実施形態のアキュームレータ２５は、本発明の冷媒容器に対応する。
ここで、冷媒回路１１内を流れる冷媒は、本発明ではとくに限定するものではないが、例えば、ＨＦＣ（Ｒ４１０Ａ等）や二酸化炭素冷媒等である。
冷媒回路１１は、図１に示すように、吐出管Ａ、室内側ガス管Ｂ、室内側液管Ｃ、室外側液管Ｄ、室外側ガス管Ｅ、アキューム管Ｆおよび吸入管Ｇを有している。
アキューム管Ｆは、図８に示されるように、直管部分Ｆ１と、Ｕ字管部分Ｆ２とを有している。
以下、圧縮機２１から吐出された冷媒が流れ出て再び圧縮機２１に吸入される流路の順に、各冷媒配管の接続状態を説明する。
吐出管Ａは、圧縮機２１の吐出側と四路切換弁２２とを接続している。

室内側ガス管Ｂは、四路切換弁２２と室内熱交換器２６のガス側とを接続している。
室内側液管Ｃは、室内熱交換器２６の液側と膨張弁２４とを接続している。ここで、室内側液管Ｃには、室外機２と室内機４とを連絡する液連絡配管６を含んで構成されている。
室外側液管Ｄは、膨張弁２４と室外熱交換器２３の液側とを接続している。
室外側ガス管Ｅは、室外熱交換器２３のガス側と四路切換弁２２とを接続している。
アキューム管Ｆは、四路切換弁２２とアキュームレータ２５とを接続している。
吸入管Ｇは、アキュームレータ２５と圧縮機２１の吸入側とを接続している。
このようにして、冷媒回路１１は構成されており、上述した向きに冷媒が循環して流れることで、暖房運転を行うことができる。なお、四路切換弁２２の接続状態を切り換えることで、冷房運転を行うこともできる。

図２および図５に示されるように、ＩＨヒータアセンブリ３０は、アキュームレータ２５の上方に配置されている。具体的には、アキューム管Ｆの途中（直管部分Ｆ１とＵ字管部分Ｆ２との間）には、後述するＩＨヒータアセンブリ３０がろう付けによって接続されている。
＜ＩＨヒータアセンブリ３０の構成＞
図３および図４に示されるように、ＩＨヒータアセンブリ３０は、二重管からなるＩＨヒータであり、内管３１と、外管３２と、誘導加熱コイル３３と、ボビン３４と、一対の蓋３５と、一対のナット３６と、複数のフェライトブロック３７と、フェライトホルダ３８と、板金カバー３９とを備えている。
内管３１は、冷媒配管５と同じ材料である銅で製造されており、その内部を冷媒が流れる。

外管３２は、磁性体であるステンレス鋼で製造されており、内管３１の周囲に取り巻いて配置されている。具体的には、内管３１を拡管することにより、内管３１の外周面と外管の内周面とが密着している。外管３２の肉厚は、表皮効果（高周波電流が導体を流れる時、電流密度が導体の表面で高く、表面から離れると低くなる現象）により効果的な誘導加熱が得られるように、１〜１．２ｍｍである。
なお、外管３２の材質は、ステンレス鋼に限定されるものではなく、例えば、鉄、銅、アルミ、クロム、ニッケル等の導体およびこれらの群から選ばれる少なくとも２種以上の金属を含有する合金等とすることができる。また、ステンレス鋼としては、例えば、フェライト系、マルテンサイト系の少なくとも１種またはこれらの組合せが例として挙げられる。

誘導加熱コイル３３は、外管３２の周囲を取り巻き、外管３２を誘導加熱する。誘導加熱コイル３３は、外管３２と別部材のボビン３４に巻き付けられた状態で、外管３２の外周を取り巻くように配置されている。
ボビン３４は、両端が開放された円筒状の部材であり、その側周面に誘導加熱コイル３３が巻き付けられている。
一対の蓋３５は、中央に開口３５ａが開口され、外管３２の外周に嵌合している。また、一対の蓋３５は、ボビン３４に取り付けられた状態で、後述するＣ字状のフェライトホルダ３８によって上下両側から固定されている。
一対のナット３６は、外管３２の両端付近の外周に形成された雄ねじ部３２ａに螺合することにより、ＩＨヒータアセンブリ３０のボビン３４、蓋３５、フェライトホルダ３８およびナット３６をあらかじめ組み合わせたものを、外管３２の外周に固定している。

複数のフェライトブロック３７は、ＩＨヒータアセンブリ３０の板金カバー３９の外側への漏れ磁束の低減のために、Ｃ字状のフェライトホルダ３８に並べて取り付けられている。フェライトホルダ３８は、ボビン３４の四方から誘導加熱コイル３３の外方から取り付けられている。
板金カバー３９は、金属薄板からなるカバーであり、フェライトホルダ３８の外側にネジ止めされている。板金カバー３９は、円筒状のボビン３４を取り巻くように、円筒形または多角形状をしており、一体形状であったり、２分割またはそれ以上に分割された形状をしている。
これにより、内管３１が他の冷媒配管Ｆと同種の銅製なので、内管３１と冷媒配管Ｆとの接合が容易（製造容易）となる。しかも、ステンレス鋼などの磁性体からなる外管３２により効率的な誘導加熱が可能である。

また、厚みのある外管３２に誘導加熱コイル３３が巻き付いたボビン３４を支持させる構造を採用しているので、ＩＨヒータアセンブリ３０の全体の強度が向上する。
以上のように、ＩＨヒータアセンブリ３０が四路切換弁２２とアキュームレータ２５とを接続しているアキューム管Ｆの部分の途中に設けられていることにより、図１に示されるように、電源線７１を介して高周波電源６０から高周波交流電流を受けたＩＨヒータアセンブリ３０によって、四路切換弁２２からアキュームレータ２５に向かう吸入ガス冷媒を暖めることができ、暖房能力を向上させることができる。
また、暖房運転の起動時においては、圧縮機２１が十分に暖まっていない状態の場合もあるが、ここでは、ＩＨヒータアセンブリ３０が発熱することで、四路切換弁２２からアキュームレータ２５に向かうガス冷媒を加熱することができ、起動時の能力不足を補うことができる。

さらに、四路切換弁２２を冷房運転用の状態に切り換えて、室外熱交換器２３に付着した霜を除去するデフロスト運転を行う場合には、ＩＨヒータアセンブリ３０を通過して暖められたガス冷媒を圧縮機２１でさらに圧縮することができるため、圧縮機２１から吐出するホットガスの温度を上げることができる。これにより、デフロスト運転によって霜を解凍させるのに必要とされる時間を短縮化させることができる。これにより、暖房運転中に適時デフロスト運転を行うことが必要となる場合であっても、できるだけ早く暖房運転に復帰させることができ、ユーザの快適性を向上させることができる。
＜ＩＨヒータアセンブリ３０の製造方法＞
第１実施形態のＩＨヒータアセンブリ３０を製造する場合、まず、図５に示されるように、冷媒回路１１の冷媒配管の一部を構成する銅製の内管３１が、磁性体からなるステンレス鋼製の外管３２の内部に挿入される（挿入工程）。

そして、図６に示されるように、内管３１の内部にその内径より少し大きい外径を有する拡管ビレット４１を圧入することによって、内管３１が、その外径が拡大する方向へ拡大されることにより、外管３２の内部に嵌合する（拡管工程）。
その後、図７に示されるように、ＩＨヒータアセンブリ３０のボビン３４、蓋３５、フェライトホルダ３８およびナット３６をあらかじめ組み合わせたものを、ナット３６を緩めた状態で外管３２の外周に挿入し、その後、ナット３６を外管３２に締め付けることにより、Ｃ字型リング４３に内径方向に押し付けられることにより、ボビン３４その他の主要部が装着される（ボビン装着工程）。これにより、ＩＨヒータアセンブリ３０の製造が完了する。
＜ＩＨヒータアセンブリ３０の取付構造＞
図８に示されるように、ＩＨヒータアセンブリ３０は、アキューム管Ｆを介してアキュームレータ２５の上端の吸入側に接続することにより、アキュームレータ２５の上方に配置されている。これにより、ＩＨヒータアセンブリ３０の安定した取付けを可能にし、組立性の向上が可能である。

また、図８〜９に示されるように、ＩＨヒータアセンブリ３０は、その内管３１の上下両端を冷媒回路１１の銅製の冷媒配管Ａ〜Ｇのうちアキューム管Ｆの途中にろう付け部分４２、４３を金属ろうによってろう付けすることにより、冷媒回路１１に取り付けられている。これにより、同種材料同士のろう付けなので内管３１とアキューム管Ｆとの接合が容易（製造容易）となり、しかも、効率的な誘導加熱が可能である。
具体的には、第１実施形態のＩＨヒータアセンブリ３０の取付構造では、図８に示されるように、ＩＨヒータアセンブリ３０の内管３１の下端は、アキューム管Ｆの直管部分Ｆ１とろう付け部分４２の場所でろう付けされ、一方、内管３１の上端は、アキューム管ＦのＵ字管部分Ｆ２の一端とろう付け部分４３の場所でろう付けされている。さらに、直管部分Ｆ１の下端は、アキュームレータ２５の直管状の吸入管Ｐ１に対して、ろう付け部分４４の場所でろう付けされている。一方、Ｕ字管部分Ｆ２の他端は、四路切換弁２２の接続管Ｐ２に対して、ろう付け部分４５の場所でろう付けされている。

したがって、図８に示されるように、アキュームレータ２５の上方では、アキュームレータ２５の上方に空いている空間を利用して、アキュームレータ２５の吸入管Ｐ１、アキューム管Ｆの直管部分Ｆ１、およびＩＨヒータアセンブリ３０が同軸上に垂直に配置している。この配置によって、重いＩＨヒータアセンブリ３０の重心を吸入管Ｐ１およびアキューム管Ｆの直管部分Ｆ１の上に位置づけることが可能になり、ＩＨヒータアセンブリ３０を安定して取り付けることが可能になる。このため、室外機２の組立性が大幅に向上する。
また、図８に示されるように、室外機２の組立作業において、ＩＨヒータアセンブリ３０、アキューム管Ｆ（具体的には、直管部分Ｆ１とＵ字管部分Ｆ２）と、四路切換弁２２とを互いにろう付けして一体化されたアセンブリＳをあらかじめ構成しておくことが可能である。この場合、一体化されたアセンブリＳの直管部分Ｆ１を、アキュームレータ２５の吸入管Ｐ１にろう付けすることにより、一体化されたアセンブリＳを容易かつ確実に室外機２に組み込むことが可能になり、組立性が大幅に向上する。

また、一体化されたアセンブリＳは、その一端（具体的には、アセンブリＳの直管部分Ｆ１の下端）がアキュームレータ２５の吸入管Ｐ１にろう付け部分４４でろう付けされるとともに、その他端（具体的には、四路切換弁２２の接続管Ｐ４またはその延長管）が冷媒回路１１を構成する他の配管である吐出管Ａに、例えば、ろう付け部分４６などでろう付けされることにより、室外機２の内部に固定されている。このため、重量物であるＩＨヒータアセンブリ３０をアキュームレータの上方に配置することで、ＩＨヒータアセンブリ３０の重量をアキュームレータ２５に加重をかけることで安定して配置することが可能である。
しかも、ＩＨヒータアセンブリ３０とアキュームレータ２５との間の距離Ｙ１（具体的には、ＩＨヒータアセンブリ３０の下側のナット３６の最下端からアキュームレータ２５の吸入管Ｐ１の根元までの距離）は、ＩＨヒータアセンブリ３０とアキュームレータ２５との間を接続する配管のろう付け（具体的には、ろう付け部分４４参照）が可能な距離だけ確保されているので、ろう付け部分４４におけるろう付けが可能である。
＜第１実施形態の特徴＞
（１）
第１実施形態の空気調和機の室外機２では、ＩＨヒータアセンブリ３０は、アキューム管Ｆを介してアキュームレータ２５の上端の吸入側に接続することにより、アキュームレータ２５の上方に配置されている。これにより、アキュームレータ２５の上方においてＩＨヒータアセンブリ３０の安定した取付けを可能にし、室外機２の組立性の向上が可能である。

しかも、ＩＨヒータアセンブリ３０を、重量物かつ大容量のアキュームレータや圧縮機の上方へ離間して配置することが可能になり、室外機のレイアウト上好ましい。
（２）
また、第１実施形態の空気調和機の室外機２では、ＩＨヒータアセンブリ３０とアキュームレータ２５との間の距離Ｙ１がＩＨヒータアセンブリ３０とアキュームレータ２５との間を接続する配管のろう付けが可能な距離だけ確保されているので、ろう付け部分４４におけるろう付けを容易かつ確実に行うことが可能である。また、これにより、室外機２の組立性がさらに向上する。
（３）
さらに、第１実施形態の空気調和機の室外機２では、ＩＨヒータアセンブリ３０、アキューム管Ｆ（具体的には、直管部分Ｆ１とＵ字管部分Ｆ２）と、四路切換弁２２とを互いにろう付けして一体化されたアセンブリＳを構成しており、一体化されたアセンブリＳを、アキュームレータ２５にろう付けしている。これにより、一体化されたアセンブリＳを容易かつ確実に室外機２に組み込むことが可能になり、室外機２の組立性が大幅に向上する。
（４）
さらに、第１実施形態の空気調和機の室外機２では、一体化されたアセンブリＳは、その一端がアキュームレータ２５の吸入管Ｐ１にろう付け部分４４でろう付けされるとともに、その他端が冷媒回路１１を構成する他の配管である吐出管Ａにろう付け部分４６などでろう付けされることにより、室外機２の内部に固定されている。

ここでは、一体化されたアセンブリＳが、２ヶ所のろう付けのみで冷媒回路１１を構成する配管（吸入管Ｐ１、吐出管Ａなど）に固定されており、他の配管や固定物等には支持されていない支持構造になっている。このため、重量物であるＩＨヒータアセンブリ３０をアキュームレータの上方に配置することで、ＩＨヒータアセンブリ３０の重量をアキュームレータ２５に加重をかけることで安定して配置することが可能である。
〔第２実施形態〕
上記の第１実施形態では、ＩＨヒータアセンブリ３０がアキュームレータ２５の上方に配置された例が示されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、アキュームレータ以外の他の冷媒容器の場合でも本発明を適用することが可能である。
すなわち、以下に示される第２実施形態では、アキュームレータ以外の他の冷媒容器として、図１０に示されるように、冷媒回路中を流れる冷媒と室外の空気との間で熱交換を行う室外熱交換器１０８を備えた冷媒回路において、室外熱交換器１０８と冷媒回路に接続される室外機外部の室内熱交換器１０３との間に接続された、室外熱交換器１０８を通過した冷媒の気液分離を行う気液分離レシーバ１０６の上方に、冷媒加熱装置であるヒータ１０５が配置されている。このため、ヒータ１０５は、気液分離レシーバ１０６の上方に安定して取り付けられている。

本発明の第２実施形態に係る室外機を備えたヒートポンプ装置の構成は、以下の通りである。
図１０は、本発明の実施形態２に係るヒートポンプ装置が示し、デフロスト運転時の冷媒の流れと各開閉弁の状態を示している（図中「閉」は、デフロスト運転時に各開閉弁の閉状態を、またそれ以外は、開状態を示している。）。このヒートポンプ装置の冷媒回路は、図示するように、圧縮機１０１、四路切換弁１０２、室内熱交換器１０３、第１電子膨張弁１０４、気液分離レシーバ１０６、第２電子膨張弁１０７、室外熱交換器１０８、及びアキュムレータ１０９が、冷媒配管１１０により順に接続されて閉回路となる冷媒回路に構成されている。また、気液分離レシーバ１０６のガス出口１０６ａが、インジェクション回路１１１により圧縮機１０１のインジェクションポート１０１ａに接続されている。

なお、室外機１００は、図１０の冷媒回路のうち室内熱交換器１０３以外の部分、すなわち、圧縮機１０１、四路切換弁１０２、第１電子膨張弁１０４、気液分離レシーバ１０６、第２電子膨張弁１０７、室外熱交換器１０８、及びアキュムレータ１０９によって構成されている。
すなわち、第１電子膨張弁１０４は、室内熱交換器１０３と気液分離レシーバ１０６との間に設けられ、第２電子膨張弁１０７は、気液分離レシーバ１０６と室外熱交換器１０８との間に設けられている。
また、第１電子膨張弁１０４は、暖房運転時、高圧冷媒を所定の中間圧まで減圧するように開度が設定され、第２電子膨張弁１０７は、中間圧冷媒を所定の低圧まで減圧するように設定されている。

なお、上記四路切換弁１０２は、４つのポートの接続を切り換えることによって、暖房運転と冷房運転とを選択的に設定できるように構成されている。
そして、本実施形態２において、インジェクション回路１１１とは異なる通路である第１連通路１１２が第１電子膨張弁１０４と気液分離レシーバ１０６との間の冷媒回路に分岐接続されており、冷媒をアキュムレータ１０９を介して圧縮機１０１へ送るようになされている。そして、この第１連通路１１２に室外熱交換器１０８を除霜するデフロスト運転時にのみ開かれる第１開閉弁１１３が設けられ、インジェクション回路１１１には同じくデフロスト運転時にのみ閉鎖される第２開閉弁１１５が設けられている。
１０５はヒータであり、第１連通路１１２への分岐部１１２ａと気液分離レシーバ１０６との間の冷媒回路に設けられて、デフロスト運転時に室外熱交換器１０８から出て圧縮機１０１に戻る冷媒を加熱するようになされている。

ヒータ１０５は、気液分離レシーバ１０６の上方に配置され、かつ、気液分離レシーバ１０６のガス出口１０６ａと別の出入口１０６ｂに接続されている。
上記ヒータ１０５には、上記第１実施形態と同様の構成を有する電磁誘導加熱方式のＩＨヒータアセンブリが用いられている。
次に、このように構成されたヒートポンプ装置における冷媒の循環動作を説明する。暖房運転時には、まず、第１及び第２電子膨張弁１０４、１０７は所定の開度で開かれており、インジェクション回路１１１の第２開閉弁１１５は開かれ、第１連通路１１２の第１開閉弁１１３は閉じられている。そして、四路切換弁１０２は圧縮機１０１から室内熱交換器１０３へ冷媒を流して、さらに室外熱交換器１０８から圧縮機１０１へ冷媒を流すような状態に切り換えられる（図１０中の破線の矢印で示される経路参照）。

このようにして、冷媒は、圧縮機１０１から室内熱交換器１０３及び第１電子膨張弁１０４を介して気液分離レシーバ１０６へ送られる。そして、この気液分離レシーバ１０６において冷媒は、液冷媒とガス冷媒とに分離され、ガス冷媒はインジェクション回路１１１を介して圧縮機１０１へと送られる。一方液冷媒は、第２電子膨張弁１０７、室外熱交換器１０８及びアキュムレータ１０９を介して圧縮機１０１へと送られる。このようにして、冷媒回路に冷媒を循環させて暖房運転を行うようになされている。
そして、室外熱交換器１０８の冷媒配管を除霜するデフロスト運転時には、第１及び第２電子膨張弁１０４、１０７のうち、第１連通路１１２への分岐部１１２ａと室内熱交換器１０３側との間に位置する膨張弁である第１電子膨張弁１０４を閉じる。そして、インジェクション回路１１１の第２開閉弁１１５は閉じられ、第１開閉弁１１３は開かれる。また、四路切換弁１０２は圧縮機１０１から室外熱交換器１０８へ冷媒を流すような状態に切り換えられ、ヒータ１０５に通電して冷媒を加熱するようにする（図１０中の実線の矢印で示される経路参照）。

このようにして、冷媒は、圧縮機１０１から室外熱交換器１０８、第２電子膨張弁１０７及び気液分離レシーバ１０６を介してヒータ１０５の配設されているところまで送られる。ここで、冷媒はヒータ１０５の加熱によって蒸発され、またその温度が上げられて圧縮機１０１へと送られる。そして、高温の冷媒を室外熱交換器１０８へ送るようにして短時間で除霜するようになされている。
また、このとき室内熱交換器１０３へ冷媒が流れるのを禁止するように第１電子膨張弁１０４は閉じられているので、室内熱交換器１０３の内部の冷媒の温度低下を防止する。
そのとき、室外熱交換器１０８でのデフロストに必要な熱量をヒータ１０５で補うために、圧縮機１０１から高温冷媒を室外熱交換器１０８へ送って短時間で効率よくデフロストができるものとなる。

また、デフロスト運転時において第１電子膨張弁１０４が閉じられることにより、暖房運転時よりも冷たい冷媒が室内熱交換器１０３へ流れてこないので、室内側での温度低下を防止することができる。また、デフロスト運転から暖房運転へ復帰したときの立上がり性能を向上させることができる。
そして、ヒータ１０５を電磁誘導加熱方式のものとすることにより、冷媒を素早く加熱することができ、またヒータの制御性を高めることができる。
以上の構成により、冷媒はヒータ１０５によって加熱されてその温度が高くなるので、短時間でデフロストすることができるインジェクション回路を備えたヒートポンプ装置とすることができる。
＜第２実施形態の特徴＞
第２実施形態の室外機１００では、冷媒容器が室外熱交換器１０８と冷媒回路に接続される室外機１００外部の室内熱交換器１０３との間に接続された冷媒の気液分離用の気液分離レシーバ１０６であり、冷媒加熱装置が気液分離レシーバ１０６の上方に配置されているので、気液分離レシーバ１０６の上方において冷媒加熱用のヒータ１０５の安定した取付けを可能にし、室外機１００の組立性の向上が可能である。

本発明は、ＩＨヒータその他の種々の冷媒加熱装置を備えた空気調和機の室外機の分野に種々適用することが可能である。

１空気調和機
２室外機
４室内機
６液冷媒連絡配管
７ガス冷媒連絡配管
１１冷媒回路
２１圧縮機
２２四路切換弁
２３室外熱交換器
２４膨張弁
２５アキュームレータ（冷媒容器）
２６室内熱交換器
３０ＩＨヒータアセンブリ（冷媒加熱装置）
３１内管
３２外管
３３誘導加熱コイル
３４ボビン
３５蓋
３６ナット
３７フェライトブロック、
３８フェライトホルダ
３９板金カバー
４１拡管ビレット
４２、４３、４４、４５、４６ろう付け部分
１０５ヒータ（冷媒加熱装置）
１０６気液分離レシーバ（冷媒容器）
Ａ吐出管
Ｂ室内側ガス管
Ｃ室内側液管
Ｄ室外側液管
Ｅ室外側ガス管
Ｆアキューム管（Ｆ１直管部分、Ｆ２Ｕ字管部分）
Ｇ吸入管
Ｓ一体化されたアセンブリ

特開２００１―１７４０５４号公報

本発明は、空気調和機の室外機に関する。

従来より、冷媒回路中の冷媒を加熱するために種々の冷媒加熱装置があるが、誘導加熱ヒータ（以下、ＩＨヒータという）は、誘導加熱を利用して冷媒を迅速に加熱できる点で便利である。

このような冷媒加熱用のＩＨヒータは、特許文献１（特開２００１―１７４０５４号公報）記載のＩＨヒータのように、冷媒が流れる配管または配管内外の磁性体を誘導加熱コイルによって励磁することにより、誘導加熱を生じさせ、これにより、配管中の冷媒を加熱することが可能である。

特許文献１記載のＩＨヒータは、デフロスト運転の際の冷媒加熱手段または暖房補助ヒータとして用いるために、例えば、膨張弁の近傍に取り付けられている。

ここで、ＩＨヒータ等の冷媒加熱装置は、比較的重い部品であるので、室外機の組立作業において、室外機内部にＩＨヒータを組み込む作業が困難であるとともに、取付安定性の向上が難しいという問題がある。

本発明の課題は、冷媒加熱装置の安定した取付けを可能にし、組立性の向上が可能な空気調和機の室外機を提供することにある。

第１発明の空気調和機の室外機は、冷媒容器と、冷媒加熱装置とを備えている。冷媒容器は、冷媒回路を流れる冷媒を溜めることが可能な容器である。冷媒加熱装置は、冷媒回路を流れる冷媒を加熱する。冷媒加熱装置は、冷媒容器の上方に配置されている。冷媒加熱装置は、冷媒容器に加重をかけている。

ここでは、冷媒回路を流れる冷媒を加熱する冷媒加熱装置が冷媒容器の上方に配置されているので、冷媒加熱装置の安定した取付けを可能にし、室外機の組立性の向上が可能である。

第２発明の空気調和機の室外機は、第１発明の空気調和機の室外機であって、冷媒加熱装置は、冷媒回路を構成している配管のみによって支えられている。

第３発明の空気調和機の室外機は、第１発明または第２発明の空気調和機の室外機であって、冷媒加熱装置は、誘導加熱コイルが配管に巻き付けられて構成された誘導加熱式の装置である。

第４発明の空気調和機の室外機は、第１発明から第３発明のいずれかの空気調和機の室外機であって、圧縮機をさらに備えている。圧縮機は、冷媒回路を流れる冷媒を圧縮する。冷媒容器は、圧縮機の吸入側に接続された冷媒の気液分離用のアキュームレータである。冷媒加熱装置は、アキュームレータの吸入側に接続される。

ここでは、冷媒加熱装置が、アキュームレータの吸入側に接続され、かつ、アキュームレータの上方に配置されているので、アキュームレータの上方において冷媒加熱装置の安定した取付けを可能にし、室外機の組立性の向上が可能である。

第５発明の空気調和機の室外機は、第４発明の室外機であって、冷媒加熱装置とアキュームレータとの間の距離は、冷媒加熱装置とアキュームレータとの間を接続する配管のろう付けが可能な距離である。

ここでは、冷媒加熱装置とアキュームレータとの間の距離が冷媒加熱装置とアキュームレータとの間を接続する配管のろう付けが可能な距離であるので、ろう付けを容易かつ確実に行うことが可能であり、室外機の組立性がさらに向上する。

第６発明の空気調和機の室外機は、第４発明または第５発明の室外機であって、アキューム管と、切換手段とをさらに備えている。アキューム管は、冷媒加熱装置をアキュームレータに接続する配管である。切換手段は、冷媒回路の内部の冷媒の流れを切り換える。冷媒加熱装置と、アキューム管と、切換手段とが一体化されたアセンブリを構成している。一体化されたアセンブリは、アキュームレータにろう付けされている。

第７発明の空気調和機の室外機は、第６発明の室外機であって、一体化されたアセンブリは、その一端がアキュームレータにろう付けされるとともに、その他端が冷媒回路を構成する他の配管にろう付けされることにより、室外機の内部に固定されている。

ここでは、一体化されたアセンブリが、２ヶ所のろう付けのみで冷媒回路を構成する配管に固定されており、他の配管や固定物等には支持されていない支持構造になっている。このため、冷媒加熱装置をアキュームレータの上方に配置することで、冷媒加熱装置の重量をアキュームレータに加重をかけることで安定して配置することが可能である。

第８発明の空気調和機の室外機は、第１発明から第３発明のいずれかの室外機であって、冷媒回路を流れる冷媒と室外の空気との間で熱交換を行う室外熱交換器をさらに備えている。冷媒容器は、室外熱交換器と冷媒回路に接続される室内熱交換器との間に接続された、冷媒の気液分離用のレシーバである。

ここでは、室外熱交換器と冷媒回路に接続される室内熱交換器との間に接続された冷媒の気液分離用のレシーバであり、冷媒加熱装置がレシーバの上方に配置されているので、レシーバの上方において冷媒加熱装置の安定した取付けを可能にし、室外機の組立性の向上が可能である。

第１発明によれば、冷媒加熱装置の安定した取付けを可能にし、室外機の組立性が大幅に向上する。

第４発明によれば、アキュームレータの上方において冷媒加熱装置の安定した取付けを可能にし、室外機の組立性が大幅に向上する。

第５発明によれば、ろう付けを容易かつ確実に行うことが可能であり、室外機の組立性がさらに向上する。

第６発明によれば、一体化されたアセンブリを容易かつ確実に室外機に組み込むことが可能になり、室外機の組立性が大幅に向上する。

第７発明によれば、冷媒加熱装置をアキュームレータの上方に配置することで、冷媒加熱装置の重量をアキュームレータに加重をかけることで安定して配置することができる。

第８発明によれば、レシーバの上方において冷媒加熱装置の安定した取付けを可能にし、室外機の組立性が大幅に向上する。

つぎに本発明の空気調和機の室外機の実施形態を図面を参照しながら説明する。
〔第１実施形態〕
＜基本構成＞
図１に示される冷媒加熱装置３０（以下、ＩＨヒータアセンブリ３０という）を含む空気調和機１では、図１に示すように、室外機２と室内機４とを液冷媒連絡配管６およびガス冷媒連絡配管７で接続して構成される冷媒回路１１を備えている。冷媒回路１１の各冷媒配管は、通常、銅によって構成されている。

冷媒回路１１は、図１〜２に示されるように、室外機２内部に、圧縮機２１、四路切換弁２２、室外熱交換器２３、絞り調整可能な電子膨張弁からなる膨張弁２４、ＩＨヒータアセンブリ３０およびアキュームレータ２５等を備えている。また、冷媒回路１１は、室内機４内部には、図１に示されるように、室内熱交換器２６等を備えている。なお、四路切換弁２２は、図１では、暖房運転を行う場合の切換接続状態を示している。

第１実施形態のアキュームレータ２５は、本発明の冷媒容器に対応する。

ここで、冷媒回路１１内を流れる冷媒は、本発明ではとくに限定するものではないが、例えば、ＨＦＣ（Ｒ４１０Ａ等）や二酸化炭素冷媒等である。

冷媒回路１１は、図１に示すように、吐出管Ａ、室内側ガス管Ｂ、室内側液管Ｃ、室外側液管Ｄ、室外側ガス管Ｅ、アキューム管Ｆおよび吸入管Ｇを有している。

アキューム管Ｆは、図８に示されるように、直管部分Ｆ１と、Ｕ字管部分Ｆ２とを有している。
以下、圧縮機２１から吐出された冷媒が流れ出て再び圧縮機２１に吸入される流路の順に、各冷媒配管の接続状態を説明する。

吐出管Ａは、圧縮機２１の吐出側と四路切換弁２２とを接続している。

室内側ガス管Ｂは、四路切換弁２２と室内熱交換器２６のガス側とを接続している。

室内側液管Ｃは、室内熱交換器２６の液側と膨張弁２４とを接続している。ここで、室内側液管Ｃには、室外機２と室内機４とを連絡する液連絡配管６を含んで構成されている。

室外側液管Ｄは、膨張弁２４と室外熱交換器２３の液側とを接続している。

室外側ガス管Ｅは、室外熱交換器２３のガス側と四路切換弁２２とを接続している。

アキューム管Ｆは、四路切換弁２２とアキュームレータ２５とを接続している。

吸入管Ｇは、アキュームレータ２５と圧縮機２１の吸入側とを接続している。

このようにして、冷媒回路１１は構成されており、上述した向きに冷媒が循環して流れることで、暖房運転を行うことができる。なお、四路切換弁２２の接続状態を切り換えることで、冷房運転を行うこともできる。

図２および図５に示されるように、ＩＨヒータアセンブリ３０は、アキュームレータ２５の上方に配置されている。具体的には、アキューム管Ｆの途中（直管部分Ｆ１とＵ字管部分Ｆ２との間）には、後述するＩＨヒータアセンブリ３０がろう付けによって接続されている。
＜ＩＨヒータアセンブリ３０の構成＞
図３および図４に示されるように、ＩＨヒータアセンブリ３０は、二重管からなるＩＨヒータであり、内管３１と、外管３２と、誘導加熱コイル３３と、ボビン３４と、一対の蓋３５と、一対のナット３６と、複数のフェライトブロック３７と、フェライトホルダ３８と、板金カバー３９とを備えている。

内管３１は、冷媒配管５と同じ材料である銅で製造されており、その内部を冷媒が流れる。

外管３２は、磁性体であるステンレス鋼で製造されており、内管３１の周囲に取り巻いて配置されている。具体的には、内管３１を拡管することにより、内管３１の外周面と外管の内周面とが密着している。外管３２の肉厚は、表皮効果（高周波電流が導体を流れる時、電流密度が導体の表面で高く、表面から離れると低くなる現象）により効果的な誘導加熱が得られるように、１〜１．２ｍｍである。

なお、外管３２の材質は、ステンレス鋼に限定されるものではなく、例えば、鉄、銅、アルミ、クロム、ニッケル等の導体およびこれらの群から選ばれる少なくとも２種以上の金属を含有する合金等とすることができる。また、ステンレス鋼としては、例えば、フェライト系、マルテンサイト系の少なくとも１種またはこれらの組合せが例として挙げられる。

誘導加熱コイル３３は、外管３２の周囲を取り巻き、外管３２を誘導加熱する。誘導加熱コイル３３は、外管３２と別部材のボビン３４に巻き付けられた状態で、外管３２の外周を取り巻くように配置されている。

ボビン３４は、両端が開放された円筒状の部材であり、その側周面に誘導加熱コイル３３が巻き付けられている。

一対の蓋３５は、中央に開口３５ａが開口され、外管３２の外周に嵌合している。また、一対の蓋３５は、ボビン３４に取り付けられた状態で、後述するＣ字状のフェライトホルダ３８によって上下両側から固定されている。

一対のナット３６は、外管３２の両端付近の外周に形成された雄ねじ部３２ａに螺合することにより、ＩＨヒータアセンブリ３０のボビン３４、蓋３５、フェライトホルダ３８およびナット３６をあらかじめ組み合わせたものを、外管３２の外周に固定している。

複数のフェライトブロック３７は、ＩＨヒータアセンブリ３０の板金カバー３９の外側への漏れ磁束の低減のために、Ｃ字状のフェライトホルダ３８に並べて取り付けられている。フェライトホルダ３８は、ボビン３４の四方から誘導加熱コイル３３の外方から取り付けられている。

板金カバー３９は、金属薄板からなるカバーであり、フェライトホルダ３８の外側にネジ止めされている。板金カバー３９は、円筒状のボビン３４を取り巻くように、円筒形または多角形状をしており、一体形状であったり、２分割またはそれ以上に分割された形状をしている。

これにより、内管３１が他の冷媒配管Ｆと同種の銅製なので、内管３１と冷媒配管Ｆとの接合が容易（製造容易）となる。しかも、ステンレス鋼などの磁性体からなる外管３２により効率的な誘導加熱が可能である。

また、厚みのある外管３２に誘導加熱コイル３３が巻き付いたボビン３４を支持させる構造を採用しているので、ＩＨヒータアセンブリ３０の全体の強度が向上する。

以上のように、ＩＨヒータアセンブリ３０が四路切換弁２２とアキュームレータ２５とを接続しているアキューム管Ｆの部分の途中に設けられていることにより、図１に示されるように、電源線７１を介して高周波電源６０から高周波交流電流を受けたＩＨヒータアセンブリ３０によって、四路切換弁２２からアキュームレータ２５に向かう吸入ガス冷媒を暖めることができ、暖房能力を向上させることができる。

また、暖房運転の起動時においては、圧縮機２１が十分に暖まっていない状態の場合もあるが、ここでは、ＩＨヒータアセンブリ３０が発熱することで、四路切換弁２２からアキュームレータ２５に向かうガス冷媒を加熱することができ、起動時の能力不足を補うことができる。

そして、図６に示されるように、内管３１の内部にその内径より少し大きい外径を有する拡管ビレット４１を圧入することによって、内管３１が、その外径が拡大する方向へ拡大されることにより、外管３２の内部に嵌合する（拡管工程）。

その後、図７に示されるように、ＩＨヒータアセンブリ３０のボビン３４、蓋３５、フェライトホルダ３８およびナット３６をあらかじめ組み合わせたものを、ナット３６を緩めた状態で外管３２の外周に挿入し、その後、ナット３６を外管３２に締め付けることにより、Ｃ字型リング４３に内径方向に押し付けられることにより、ボビン３４その他の主要部が装着される（ボビン装着工程）。これにより、ＩＨヒータアセンブリ３０の製造が完了する。
＜ＩＨヒータアセンブリ３０の取付構造＞
図８に示されるように、ＩＨヒータアセンブリ３０は、アキューム管Ｆを介してアキュームレータ２５の上端の吸入側に接続することにより、アキュームレータ２５の上方に配置されている。これにより、ＩＨヒータアセンブリ３０の安定した取付けを可能にし、組立性の向上が可能である。

また、図８〜９に示されるように、ＩＨヒータアセンブリ３０は、その内管３１の上下両端を冷媒回路１１の銅製の冷媒配管Ａ〜Ｇのうちアキューム管Ｆの途中にろう付け部分４２、４３を金属ろうによってろう付けすることにより、冷媒回路１１に取り付けられている。これにより、同種材料同士のろう付けなので内管３１とアキューム管Ｆとの接合が容易（製造容易）となり、しかも、効率的な誘導加熱が可能である。

具体的には、第１実施形態のＩＨヒータアセンブリ３０の取付構造では、図８に示されるように、ＩＨヒータアセンブリ３０の内管３１の下端は、アキューム管Ｆの直管部分Ｆ１とろう付け部分４２の場所でろう付けされ、一方、内管３１の上端は、アキューム管ＦのＵ字管部分Ｆ２の一端とろう付け部分４３の場所でろう付けされている。さらに、直管部分Ｆ１の下端は、アキュームレータ２５の直管状の吸入管Ｐ１に対して、ろう付け部分４４の場所でろう付けされている。一方、Ｕ字管部分Ｆ２の他端は、四路切換弁２２の接続管Ｐ２に対して、ろう付け部分４５の場所でろう付けされている。

したがって、図８に示されるように、アキュームレータ２５の上方では、アキュームレータ２５の上方に空いている空間を利用して、アキュームレータ２５の吸入管Ｐ１、アキューム管Ｆの直管部分Ｆ１、およびＩＨヒータアセンブリ３０が同軸上に垂直に配置している。この配置によって、重いＩＨヒータアセンブリ３０の重心を吸入管Ｐ１およびアキューム管Ｆの直管部分Ｆ１の上に位置づけることが可能になり、ＩＨヒータアセンブリ３０を安定して取り付けることが可能になる。このため、室外機２の組立性が大幅に向上する。

また、図８に示されるように、室外機２の組立作業において、ＩＨヒータアセンブリ３０、アキューム管Ｆ（具体的には、直管部分Ｆ１とＵ字管部分Ｆ２）と、四路切換弁２２とを互いにろう付けして一体化されたアセンブリＳをあらかじめ構成しておくことが可能である。この場合、一体化されたアセンブリＳの直管部分Ｆ１を、アキュームレータ２５の吸入管Ｐ１にろう付けすることにより、一体化されたアセンブリＳを容易かつ確実に室外機２に組み込むことが可能になり、組立性が大幅に向上する。

また、一体化されたアセンブリＳは、その一端（具体的には、アセンブリＳの直管部分Ｆ１の下端）がアキュームレータ２５の吸入管Ｐ１にろう付け部分４４でろう付けされるとともに、その他端（具体的には、四路切換弁２２の接続管Ｐ４またはその延長管）が冷媒回路１１を構成する他の配管である吐出管Ａに、例えば、ろう付け部分４６などでろう付けされることにより、室外機２の内部に固定されている。このため、重量物であるＩＨヒータアセンブリ３０をアキュームレータの上方に配置することで、ＩＨヒータアセンブリ３０の重量をアキュームレータ２５に加重をかけることで安定して配置することが可能である。

しかも、ＩＨヒータアセンブリ３０とアキュームレータ２５との間の距離Ｙ１（具体的には、ＩＨヒータアセンブリ３０の下側のナット３６の最下端からアキュームレータ２５の吸入管Ｐ１の根元までの距離）は、ＩＨヒータアセンブリ３０とアキュームレータ２５との間を接続する配管のろう付け（具体的には、ろう付け部分４４参照）が可能な距離だけ確保されているので、ろう付け部分４４におけるろう付けが可能である。
＜第１実施形態の特徴＞
（１）
第１実施形態の空気調和機の室外機２では、ＩＨヒータアセンブリ３０は、アキューム管Ｆを介してアキュームレータ２５の上端の吸入側に接続することにより、アキュームレータ２５の上方に配置されている。これにより、アキュームレータ２５の上方においてＩＨヒータアセンブリ３０の安定した取付けを可能にし、室外機２の組立性の向上が可能である。

ここでは、一体化されたアセンブリＳが、２ヶ所のろう付けのみで冷媒回路１１を構成する配管（吸入管Ｐ１、吐出管Ａなど）に固定されており、他の配管や固定物等には支持されていない支持構造になっている。このため、重量物であるＩＨヒータアセンブリ３０をアキュームレータの上方に配置することで、ＩＨヒータアセンブリ３０の重量をアキュームレータ２５に加重をかけることで安定して配置することが可能である。
〔第２実施形態〕
上記の第１実施形態では、ＩＨヒータアセンブリ３０がアキュームレータ２５の上方に配置された例が示されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、アキュームレータ以外の他の冷媒容器の場合でも本発明を適用することが可能である。

すなわち、以下に示される第２実施形態では、アキュームレータ以外の他の冷媒容器として、図１０に示されるように、冷媒回路中を流れる冷媒と室外の空気との間で熱交換を行う室外熱交換器１０８を備えた冷媒回路において、室外熱交換器１０８と冷媒回路に接続される室外機外部の室内熱交換器１０３との間に接続された、室外熱交換器１０８を通過した冷媒の気液分離を行う気液分離レシーバ１０６の上方に、冷媒加熱装置であるヒータ１０５が配置されている。このため、ヒータ１０５は、気液分離レシーバ１０６の上方に安定して取り付けられている。

本発明の第２実施形態に係る室外機を備えたヒートポンプ装置の構成は、以下の通りである。

図１０は、本発明の実施形態２に係るヒートポンプ装置が示し、デフロスト運転時の冷媒の流れと各開閉弁の状態を示している（図中「閉」は、デフロスト運転時に各開閉弁の閉状態を、またそれ以外は、開状態を示している。）。このヒートポンプ装置の冷媒回路は、図示するように、圧縮機１０１、四路切換弁１０２、室内熱交換器１０３、第１電子膨張弁１０４、気液分離レシーバ１０６、第２電子膨張弁１０７、室外熱交換器１０８、及びアキュムレータ１０９が、冷媒配管１１０により順に接続されて閉回路となる冷媒回路に構成されている。また、気液分離レシーバ１０６のガス出口１０６ａが、インジェクション回路１１１により圧縮機１０１のインジェクションポート１０１ａに接続されている。

なお、室外機１００は、図１０の冷媒回路のうち室内熱交換器１０３以外の部分、すなわち、圧縮機１０１、四路切換弁１０２、第１電子膨張弁１０４、気液分離レシーバ１０６、第２電子膨張弁１０７、室外熱交換器１０８、及びアキュムレータ１０９によって構成されている。

すなわち、第１電子膨張弁１０４は、室内熱交換器１０３と気液分離レシーバ１０６との間に設けられ、第２電子膨張弁１０７は、気液分離レシーバ１０６と室外熱交換器１０８との間に設けられている。

また、第１電子膨張弁１０４は、暖房運転時、高圧冷媒を所定の中間圧まで減圧するように開度が設定され、第２電子膨張弁１０７は、中間圧冷媒を所定の低圧まで減圧するように設定されている。

なお、上記四路切換弁１０２は、４つのポートの接続を切り換えることによって、暖房運転と冷房運転とを選択的に設定できるように構成されている。

そして、本実施形態２において、インジェクション回路１１１とは異なる通路である第１連通路１１２が第１電子膨張弁１０４と気液分離レシーバ１０６との間の冷媒回路に分岐接続されており、冷媒をアキュムレータ１０９を介して圧縮機１０１へ送るようになされている。そして、この第１連通路１１２に室外熱交換器１０８を除霜するデフロスト運転時にのみ開かれる第１開閉弁１１３が設けられ、インジェクション回路１１１には同じくデフロスト運転時にのみ閉鎖される第２開閉弁１１５が設けられている。

１０５はヒータであり、第１連通路１１２への分岐部１１２ａと気液分離レシーバ１０６との間の冷媒回路に設けられて、デフロスト運転時に室外熱交換器１０８から出て圧縮機１０１に戻る冷媒を加熱するようになされている。

ヒータ１０５は、気液分離レシーバ１０６の上方に配置され、かつ、気液分離レシーバ１０６のガス出口１０６ａと別の出入口１０６ｂに接続されている。

上記ヒータ１０５には、上記第１実施形態と同様の構成を有する電磁誘導加熱方式のＩＨヒータアセンブリが用いられている。

次に、このように構成されたヒートポンプ装置における冷媒の循環動作を説明する。暖房運転時には、まず、第１及び第２電子膨張弁１０４、１０７は所定の開度で開かれており、インジェクション回路１１１の第２開閉弁１１５は開かれ、第１連通路１１２の第１開閉弁１１３は閉じられている。そして、四路切換弁１０２は圧縮機１０１から室内熱交換器１０３へ冷媒を流して、さらに室外熱交換器１０８から圧縮機１０１へ冷媒を流すような状態に切り換えられる（図１０中の破線の矢印で示される経路参照）。

このようにして、冷媒は、圧縮機１０１から室内熱交換器１０３及び第１電子膨張弁１０４を介して気液分離レシーバ１０６へ送られる。そして、この気液分離レシーバ１０６において冷媒は、液冷媒とガス冷媒とに分離され、ガス冷媒はインジェクション回路１１１を介して圧縮機１０１へと送られる。一方液冷媒は、第２電子膨張弁１０７、室外熱交換器１０８及びアキュムレータ１０９を介して圧縮機１０１へと送られる。このようにして、冷媒回路に冷媒を循環させて暖房運転を行うようになされている。

そして、室外熱交換器１０８の冷媒配管を除霜するデフロスト運転時には、第１及び第２電子膨張弁１０４、１０７のうち、第１連通路１１２への分岐部１１２ａと室内熱交換器１０３側との間に位置する膨張弁である第１電子膨張弁１０４を閉じる。そして、インジェクション回路１１１の第２開閉弁１１５は閉じられ、第１開閉弁１１３は開かれる。また、四路切換弁１０２は圧縮機１０１から室外熱交換器１０８へ冷媒を流すような状態に切り換えられ、ヒータ１０５に通電して冷媒を加熱するようにする（図１０中の実線の矢印で示される経路参照）。

このようにして、冷媒は、圧縮機１０１から室外熱交換器１０８、第２電子膨張弁１０７及び気液分離レシーバ１０６を介してヒータ１０５の配設されているところまで送られる。ここで、冷媒はヒータ１０５の加熱によって蒸発され、またその温度が上げられて圧縮機１０１へと送られる。そして、高温の冷媒を室外熱交換器１０８へ送るようにして短時間で除霜するようになされている。

また、このとき室内熱交換器１０３へ冷媒が流れるのを禁止するように第１電子膨張弁１０４は閉じられているので、室内熱交換器１０３の内部の冷媒の温度低下を防止する。

そのとき、室外熱交換器１０８でのデフロストに必要な熱量をヒータ１０５で補うために、圧縮機１０１から高温冷媒を室外熱交換器１０８へ送って短時間で効率よくデフロストができるものとなる。

また、デフロスト運転時において第１電子膨張弁１０４が閉じられることにより、暖房運転時よりも冷たい冷媒が室内熱交換器１０３へ流れてこないので、室内側での温度低下を防止することができる。また、デフロスト運転から暖房運転へ復帰したときの立上がり性能を向上させることができる。

そして、ヒータ１０５を電磁誘導加熱方式のものとすることにより、冷媒を素早く加熱することができ、またヒータの制御性を高めることができる。

以上の構成により、冷媒はヒータ１０５によって加熱されてその温度が高くなるので、短時間でデフロストすることができるインジェクション回路を備えたヒートポンプ装置とすることができる。
＜第２実施形態の特徴＞
第２実施形態の室外機１００では、冷媒容器が室外熱交換器１０８と冷媒回路に接続される室外機１００外部の室内熱交換器１０３との間に接続された冷媒の気液分離用の気液分離レシーバ１０６であり、冷媒加熱装置が気液分離レシーバ１０６の上方に配置されているので、気液分離レシーバ１０６の上方において冷媒加熱用のヒータ１０５の安定した取付けを可能にし、室外機１００の組立性の向上が可能である。

特開２００１―１７４０５４号公報

Claims

冷媒回路を流れる冷媒を溜めることが可能な冷媒容器（２５、１０６）と、
前記冷媒回路を流れる冷媒を加熱する冷媒加熱装置（３０、１０５）と
を備えており、
前記冷媒加熱装置（３０、１０５）は、前記冷媒容器（２５、１０６）の上方に配置されている、
空気調和機の室外機（２、１００）。
前記冷媒回路を流れる冷媒を圧縮する圧縮機（２１）をさらに備えており、
前記冷媒容器は、前記圧縮機（２１）の吸入側に接続された冷媒の気液分離用のアキュームレータ（２５）であり、
前記冷媒加熱装置（３０）は、前記アキュームレータ（２５）の吸入側に接続される、
空気調和機の室外機（２）。
前記冷媒加熱装置（３０）と前記アキュームレータ（２５）との間の距離は、前記冷媒加熱装置（３０）と前記アキュームレータ（２５）との間を接続する配管のろう付けが可能な距離である、
請求項２に記載の空気調和機の室外機（２）。
前記冷媒加熱装置（３０）を前記アキュームレータ（２５）に接続する配管であるアキューム管（Ｆ）と、
冷媒回路の内部の冷媒の流れを切り換える切換手段（２２）と
をさらに備えており、
前記冷媒加熱装置（３０）と、前記アキューム管（Ｆ）と、前記切換手段（２２）とが一体化されたアセンブリを構成しており、
前記一体化されたアセンブリは、前記アキュームレータ（２５）にろう付けされている、
請求項２に記載の空気調和機の室外機（２）。
前記一体化されたアセンブリは、その一端が前記アキュームレータ（２５）にろう付けされるとともに、その他端が冷媒回路を構成する他の配管にろう付けされることにより、前記室外機（２）の内部に固定されている、
請求項２に記載の空気調和機の室外機（２）。
前記冷媒回路を流れる冷媒と室外の空気との間で熱交換を行う室外熱交換器（１０８）をさらに備えており、
前記冷媒容器は、前記室外熱交換器（１０８）と前記冷媒回路に接続される室内熱交換器との間に接続された、冷媒の気液分離用のレシーバ（１０６）である、
請求項１に記載の空気調和機の室外機（１００）。